混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋主梁施工技術(shù)

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連續(xù)剛構(gòu)橋具有行車平順、養(yǎng)護簡便、造價低、施工方便及抗震性能良好的特點。連續(xù)剛構(gòu)主梁與墩結(jié)合更為合理，能有效減少主梁內(nèi)的彎矩、抗彎強度和抗扭剛度，能更好地滿足較大跨徑的受力要求。但是，連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)較復(fù)雜，掛籃懸澆施工高空作業(yè)難度大，安全風險隱患高。0號塊托架施工、懸澆掛籃設(shè)備、預(yù)壓工作、混凝土強度、鋼筋、預(yù)應(yīng)力等質(zhì)量控制及施工監(jiān)控量測極為重要，一旦主梁節(jié)段澆筑后發(fā)生質(zhì)量問題進行糾偏或返工的難度極大，成本高且工期損失大，所以在各施工環(huán)節(jié)中的質(zhì)量控制是橋梁能否順利合龍的保障，更是橋梁工程耐久性的關(guān)鍵。為確保橋梁工程施工安全及功能質(zhì)量滿足要求，本文結(jié)合廣安羅渡渠江大橋的施工監(jiān)理經(jīng)驗，重點對連續(xù)剛構(gòu)橋主梁施工技術(shù)與質(zhì)量控制注意事項及施工監(jiān)控量測的重要性等方面進行分析總結(jié)，從而為更進一步提高連續(xù)剛構(gòu)橋主梁施工而提供技術(shù)借鑒。

10號塊托架施工

0號塊托架采用銷接式拼裝牛腿支架，因結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，在橋梁工程臨時結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。特別是大型橋梁現(xiàn)澆0號塊結(jié)構(gòu)一般自重較大，對臨時結(jié)構(gòu)要求較高，三角牛腿結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用。三角牛腿結(jié)構(gòu)為墩柱預(yù)埋鋼板、連接螺桿和爬錐組成的連接結(jié)構(gòu)，牛腿支架與墩柱之間通過牛腿和連接螺栓與墩柱預(yù)埋件相連，各桿件之間通過帶耳板的牛腿進行連接，連接均采用銷接結(jié)構(gòu)。為確保結(jié)構(gòu)安全，軸銷及牛腿與墩柱之間連接的螺栓均采用40Gr材料，淘汰傳統(tǒng)的焊接工藝，避免因焊縫不合格而造成施工安全風險。然后，在墩身間安裝工字鋼橫梁和縱梁，連接成整體后安裝貝雷梁及分配梁。托架體系安裝完成并對各部件檢查合格后進行預(yù)壓。預(yù)壓的目的是驗證托架整體強度、剛度及穩(wěn)定性，消除非彈性變形。托架預(yù)壓荷載為施工荷載重量的120%，分級進行預(yù)壓。預(yù)壓方式可分為堆載預(yù)壓及反力預(yù)壓。最常見的支架預(yù)壓為堆載預(yù)壓，堆載預(yù)壓的缺點是工序繁瑣、成本高、進度慢且危險性較高；反力預(yù)壓的優(yōu)點是成本低、操作方便、保障安全且節(jié)約工期。因此反力預(yù)壓已被廣泛應(yīng)用，但需提前在承臺施工中預(yù)埋精扎螺紋鋼，為后期反張拉提供錨固力。通過在承臺上預(yù)埋的精扎螺紋鋼為反張拉提供錨固力，在支架上方安裝反張拉設(shè)備，通過張拉力達到對結(jié)構(gòu)預(yù)壓的目的。

2掛籃

掛籃應(yīng)經(jīng)專門設(shè)計并由專業(yè)的生產(chǎn)廠家進行加工制作。掛籃主要由承重結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、錨固裝置、行走系統(tǒng)和工作平臺等組成。在掛籃制作中，要確保掛籃的強度、剛度和穩(wěn)定性滿足要求，同時應(yīng)結(jié)合橋梁自身設(shè)計參數(shù)及主梁的分段情況等因素進行綜合考慮，確保掛籃制作的合理性、經(jīng)濟性與安全性。一般掛籃與主梁段的重量比不應(yīng)大于0.5，且掛籃的總重量不得大于設(shè)計要求，掛籃的最大變形不應(yīng)大于20mm。掛籃在澆筑及行走時抗傾覆安全系數(shù)、錨固安全系數(shù)、水平限位系統(tǒng)安全系數(shù)均應(yīng)大于2。掛籃制作完成后，需對掛籃進行整體性能測試，確保掛籃的安全性及使用功能滿足要求。掛籃在荷載作用下將產(chǎn)生非彈性和彈性變形。掛籃的變形包括主桁架受力引起的彈性變形、吊帶受力引起的彈性變形、結(jié)構(gòu)在荷載作用下由于加工精度等原因產(chǎn)生的非彈性變形。掛籃安裝完成并對各部件檢查合格后，在主梁懸澆施工前必須進行預(yù)壓。掛籃預(yù)壓的主要目的是消除掛籃非彈性變形而確定彈性變形，驗證掛籃的整體安全性和穩(wěn)定性。預(yù)壓同托架預(yù)壓原理，可采用反力預(yù)壓，預(yù)壓荷載為施工荷載重量的120%，分級按照20%、60%、100%、120%進行反力張拉預(yù)壓，預(yù)壓完成符合要求后方可投入使用。

3主梁施工

主梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，兩端對稱逐段澆筑成型。主要包括0號塊施工、梁體施工、預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿、邊跨現(xiàn)澆段及合龍段施工。

3.10號塊澆筑施工

主墩墩頂?shù)牧憾畏Q為0號塊。大跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋由于0號塊預(yù)應(yīng)力筋布置復(fù)雜、非預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)計較密，混凝土的澆筑方量較大，為減輕托架負荷和保證混凝土的澆筑質(zhì)量，豎向可進行分層澆筑。分層一般不超過3層，分層應(yīng)距頂?shù)装宀恍∮?0cm，并對新舊混凝土的結(jié)合面進行處理，確保結(jié)合面質(zhì)量滿足要求，相鄰澆筑的間隔時間不應(yīng)超過7天，防止混凝土因收縮徐變不一致而產(chǎn)生裂紋。

3.2懸臂澆筑施工

主梁懸臂澆筑施工梁體兩端應(yīng)對稱均勻作業(yè)，過程中必須嚴格控制產(chǎn)生不平衡彎矩。澆筑時，懸臂兩端的混凝土數(shù)量累計偏差不得大于設(shè)計的限定量，不得超過梁體重量的1/4，施工中兩個懸臂端臨時荷載也應(yīng)保持對稱。澆筑時，從前端開始逐步向后端進行，最后與已澆筑梁端相連接。每個懸臂澆注梁段全部要求一次性澆注完成。相鄰兩梁段之間的混凝土澆筑應(yīng)嚴格控制齡期差，梁端舊混凝土面的浮漿應(yīng)清理干凈并對混凝土面進行鑿毛沖洗。嚴格控制混凝土水灰比，降低骨料溫度，減少混凝土澆筑時與模板間的摩阻力。澆筑完成后，及時養(yǎng)護并嚴格控制拆模時間，避免因混凝土收縮及水化熱對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫的影響。

3.3邊跨現(xiàn)澆段施工

主橋邊跨現(xiàn)澆段通過在交界墩上搭設(shè)支架連續(xù)澆注完成，支架也要進行預(yù)壓，檢驗支架的整體安全及消除非彈性變形，按照測量的數(shù)據(jù)確定立模標高，底模安裝時應(yīng)按照設(shè)計要求設(shè)置支座，在澆注混凝土時，應(yīng)保證梁體的整體穩(wěn)定性且一次性澆筑完成。

3.4合龍段施工

合龍是控制全橋受力狀態(tài)和線型的關(guān)鍵工序，因此要嚴格控制合龍順序及施工工藝，合龍順序為先邊跨后中跨。邊跨合龍：在支架上合龍邊跨，施工順序為施工至懸臂最后一個梁段后，安裝邊跨合龍段勁性骨架，在當天低溫狀態(tài)下澆注邊跨合龍段。待混凝土強度大于設(shè)計強度的90%以上，且養(yǎng)護齡期不小于7天，張拉合龍束、底板束到設(shè)計拉力值。張拉壓漿完成后拆除邊跨現(xiàn)澆支架，準備中跨合龍。中跨合龍：中跨合龍前，應(yīng)對主梁進行頂推，水平頂推力達到設(shè)計要求。首先，在中跨兩懸臂端上安裝吊架，然后在兩懸臂端上設(shè)置水箱作為平衡重，兩懸臂端的水箱容水重量相當于合龍段所澆混凝土的總重量。在氣溫不高于18℃時，焊接合龍骨架，安裝合龍段鋼筋，在當天低溫時段下進行混凝土澆筑，邊澆筑邊同步進行水箱放水。待混凝土強度大于設(shè)計強度的90%以上，且養(yǎng)護齡期不小于7天，張拉合龍束，拆除吊架后按順序張拉縱、橫、豎向預(yù)應(yīng)力。

3.5鋼筋混凝土施工注意事項

主梁鋼筋較密，在布置鋼筋時，首先，混凝土凈保護層厚度應(yīng)滿足規(guī)范和設(shè)計要求，若凈保護層厚度與鋼筋尺寸有沖突，必須調(diào)整鋼筋的尺寸。焊接連接焊縫要飽滿、連續(xù)，單面焊焊縫長10d，雙面焊焊縫長5d。梁體中閉合箍筋應(yīng)均勻錯開彎鉤位置，箍筋要保證彎鉤或角部剛好鉤住主筋；尺寸連續(xù)變化的箍筋施工時，要認真計算每處箍筋的尺寸。主筋機械接頭接長同一截面主筋接頭數(shù)量不超過全部主筋數(shù)量的50%。墩頂0號塊進行鋼筋綁扎時，其橫隔板與腹板的鋼筋應(yīng)與墩身伸入0號塊的鋼筋進行焊接連接。凡因施工需要鋼筋被割斷，當鋼筋再次進行連接時，則必須采取焊接。若部分鋼筋的位置發(fā)生沖突，可適當進行調(diào)整，但混凝土保護層厚度應(yīng)滿足要求。梁體兩端混凝土應(yīng)水平分層澆筑，且連續(xù)澆筑成型，坍落度易控制在200～220mm最佳，初凝時間應(yīng)大于8h?；炷翝仓r應(yīng)振搗密實，盡量避免振搗棒觸碰預(yù)應(yīng)力管道，確保預(yù)應(yīng)力位置準確及混凝土質(zhì)量內(nèi)實外美。

3.6預(yù)應(yīng)力施工注意事項

主梁預(yù)應(yīng)力施工是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵，主梁預(yù)應(yīng)力施加是否到位及孔道壓漿是否飽滿，對橋梁投入使用后的質(zhì)量、耐久性都有著決定性的作用。錨具與張拉設(shè)備要配套使用，張拉及壓漿設(shè)備等應(yīng)定期進行標定和檢修，不得使用不合格的設(shè)備。預(yù)應(yīng)力筋不允許焊接，多余長度應(yīng)采用切割機進行切割，嚴禁氧割及電弧切割。波紋管進場后應(yīng)分批對內(nèi)外徑、厚度及嚴密性等進行檢驗，施工過程中確保穿束、張拉順利和不漏漿。施工前對各束預(yù)應(yīng)力坐標進行仔細核驗，預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖給定的坐標進行準確定位，并確保管道曲線平順。錨具安裝時墊板平面必須與預(yù)應(yīng)力管道垂直，錨孔中心和管道中心對準，清理管道和保證錨具夾片及錨頭錐孔清潔，不得有金屬削等雜物?？v向預(yù)應(yīng)力筋更是質(zhì)量控制的重點，兩端必須同步對稱張拉，由于縱向預(yù)應(yīng)力筋鋼束較長，且為曲線索，管道摩阻力大，容易造成預(yù)應(yīng)力的損失，所以張拉持續(xù)時間應(yīng)比一般的預(yù)應(yīng)力筋加長。所有預(yù)應(yīng)力束在張拉時均應(yīng)采用應(yīng)力與伸長量進行雙控，對照施工規(guī)范計算公式核算伸長量，對伸長量不符合要求的必須查明原因后可采取補張拉，反復(fù)張拉等措施解決。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉到位后，應(yīng)持荷3～5min然后錨固，預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后禁止撞擊錨頭和鋼束，用切割機切除剩余鋼絞線。壓漿是預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最后一個環(huán)節(jié)。管道壓漿應(yīng)盡量采用真空壓漿工藝，對長束預(yù)應(yīng)力管道壓入速度不宜過快，且持壓的時間應(yīng)適當延長，確保管道漿液飽滿，壓漿完成后及時進行封錨。

4施工監(jiān)控量測

施工監(jiān)控量測是橋梁工程施工中非常重要的環(huán)節(jié)，是確保橋梁施工中結(jié)構(gòu)安全、外形和內(nèi)力狀態(tài)滿足設(shè)計要求的關(guān)鍵。主要通過施工現(xiàn)場監(jiān)控測量和計算等手段，施工過程中對主梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和偏位狀態(tài)進行有效的監(jiān)測、分析、計算和預(yù)測，為施工過程提供控制信息，以確保結(jié)構(gòu)施工過程的安全和最終達到設(shè)計成橋狀態(tài)。監(jiān)控量測的內(nèi)容包括線形測量、應(yīng)力及溫度測試、預(yù)應(yīng)力度的測試和監(jiān)控計算。線形測量主要對主梁高程控制點及中線進行復(fù)核，對主梁標高及墩頂偏位進行測量。應(yīng)力及溫度測試為主墩底截面、跨中主梁截面、1/4跨主梁截面、根部截面及邊跨最不利截面等部位進行應(yīng)力測試。溫度測試包括墩、梁兩部分，墩梁溫度測試截面及測點的布置同應(yīng)力測點相同。預(yù)應(yīng)力度的測試是對鋼束有效預(yù)應(yīng)力的情況進行測試，確保張拉力滿足設(shè)計的要求。監(jiān)控計算內(nèi)容包括確定計算初始狀態(tài)、建立計算模型、確定計算控制參數(shù)、確定施工控制參數(shù)、節(jié)段施工前的預(yù)測計算和節(jié)段施工后的校核計算。5結(jié)語預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是如今橋梁工程建設(shè)中克服墩高和大跨徑中最常見的橋梁類型，它綜合了連續(xù)梁橋的受力特點。主梁懸澆施工能更好地滿足跨徑大、地形復(fù)雜、場地受限和解決施工難度大的現(xiàn)場施工環(huán)境。隨著科學進步的不斷發(fā)展，橋梁工程施工技術(shù)已日益新高，充分掌握懸澆施工的關(guān)鍵技術(shù)，施工過程中加強質(zhì)量與安全管理，不斷總結(jié)施工技術(shù)經(jīng)驗，優(yōu)化施工技術(shù)方案，為大跨徑橋梁工程建設(shè)的進一步發(fā)展奠定更堅實的基礎(chǔ)。

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作者:周輝 單位:四川省公路院工程監(jiān)理有限公司